管线钢具有较高强度和良好的断裂韧性,广泛应用于远距离输送石油和天然气。然而,海洋环境的复杂性一直是影响油气开采过程的重要因素。受温度、压力等多种因素的影响,管线钢会发生腐蚀,造成巨大的安全隐患。因此研究管线钢在海水中受温度、压力以及应力影响的腐蚀行为、阴极极化以及氢渗透行为迫在眉睫。本文通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱测试、氢渗透实验,借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪,研究了温度和应力对X70钢在模拟海水中的腐蚀行为、阴极极化和氢渗透行为的影响,以及压力对X70管线钢的腐蚀行为和阴极保护的影响。随着温度的升高,X70钢的自腐蚀电位Ecorr减小,自腐蚀电流密度Icorr增大,电荷转移电阻Rt、腐蚀产物膜电阻Rf减小;随着浸泡时间的延长,在25℃、40℃、60℃时,Rt和Rf下降,腐蚀产物呈疏松的团簇状和颗粒状;在80℃和95℃时,Rt和Rf上升,腐蚀产物均匀且致密;随着温度的升高和浸泡时间的延长,溶液电阻Rs减小,腐蚀产物膜吸附电容Qf和常相位角元件Qdl增大。在相同温度下,随着阴极极化电位的负移,容抗弧的半径、阻抗模值、Rt、相角峰值均先增大后减小。随着阴极极化电位的负移,特征频率fh初期变化幅度小,之后显著增大,这与析氢反应的速度变化有关;25℃-80℃的温度范围内,相同阴极保护电位下,随着温度的升高,由于析氢反应的速度加快,特征频率fh增大、Rt和Qdl减小、最佳保护电位和Qdl极大值所对应的电位正移。fh和Qdl在95℃时略有不同,这可能与溶解氧的含量降低有关。随着温度的升高和阴极极化电位的负移,氢扩散系数D、稳态电流密度I∞和表面吸附氢原子的浓度C0均增加。随着外加压力的增大,Ecorr减小,Icorr增大。这表明X70钢的腐蚀速率随着外加压力的增大而增大。随着阴极极化电位的负移,容抗弧半径、低频阻抗模值和电荷转移电阻Rt均先增大后减小,这表明X70钢的电极反应速度先减小后增大。随着阴极极化电位的负移,相角的峰值和常相位角元件Qdl先增大后减小,特征频率fh先减小后增大。此外,随着外加压力的增大,电荷转移电阻Rt减小,表明X70钢的电极反应速率增加,这与极化曲线得出的结果一致。同时,常相位角元件Qdl先增大后减小,特征频率fh在极化电位低于-850 m Vvs.Ag/Ag Cl时先减小后增大。而且,最佳保护电位随着外加压力的增大而负移。随着应力的增加,Ecorr和Icorr增大。这表明应力使X70钢的腐蚀速率加快。在相同的应力下,随着阴极极化电位的负移,容抗弧半径、阻抗模值、电荷转移电阻Rt和相角的峰值均先增大后减小,特征频率先向低频处移动然后向高频处移动。应力对X70钢的最佳保护电位基本没有影响。在相同的极化电位下,随着应力的增大,电荷转移电阻Rt减小,这表明X70钢的电极反应速率增加。此外,稳态渗氢电流密度I∞、氢扩散系数D和可扩散氢浓度C0均增大,这表明氢脆敏感性增强。但是,在75%YS和100%YS这两个应力下,渗氢电流密度达到稳态后略微减小。